每周知識(shí)小百科

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弗爾德每周知識(shí)小百科旨在分享材料科學(xué)領(lǐng)域的科普知識(shí)，探索未知，激發(fā)熱情。每周一小步，材料科學(xué)發(fā)展一大步。

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脆性等離子噴涂涂層的熱鑲樣

熱鑲樣一般來(lái)說(shuō)對(duì)多孔層或材料至關(guān)重要。圖所示為等離子噴涂涂層，熱鑲樣后在這其中還可以看到未填充的孔隙和可能還有碎屑。

熱鑲樣后的等離子噴涂涂層

冷鑲樣后的等離子噴涂涂層

用戶必須意識(shí)到在熱鑲樣過(guò)程中并不能完全浸漬多孔涂層——相應(yīng)的鑲嵌化合物不允許這樣做。它們當(dāng)中大多數(shù)含有粗填料。此外，浸漬時(shí)間比傳統(tǒng)的冷鑲嵌化合物要大大縮短。只有使用適當(dāng)?shù)睦滂偳痘衔铮ɡ绲驼扯拳h(huán)氧樹(shù)脂）進(jìn)行真空浸漬才能保證合理填充孔隙、裂紋、縫隙等。另一優(yōu)勢(shì)為：這些均可著色（例如使用熒光染料）。這樣即可對(duì)當(dāng)前的開(kāi)口氣孔或裂紋進(jìn)行最理想的定量評(píng)估。此外，值得注意的是，多孔層也可能因鑲樣過(guò)程中的高壓力而被壓縮；這些層的真實(shí)氣孔不再可見(jiàn)。

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濕式砂輪切割正確取樣來(lái)避免假象

切割脆性表面涂層時(shí)必須考慮以下幾點(diǎn)：

• 須正確選擇切割輪

• 正確夾持待切割樣品。要切割的涂鍍層不得朝下夾在切割輪的出口區(qū)域，這將導(dǎo)致切割輪在退出時(shí)使脆性層脫離基材

• 過(guò)高的進(jìn)給速率（壓力）會(huì)導(dǎo)致層中出現(xiàn)裂紋

• 冷卻不足會(huì)導(dǎo)致層產(chǎn)生碎裂從而模擬出假孔隙。

脆性等離子噴吐涂層的碎裂和裂紋形成如圖1所示。這種情況下并未使用精密切割機(jī)，并且樣品定位不正確。在使用正確機(jī)器和并且定位理 想的情況下處理相同樣品則會(huì)給出圖2所示結(jié)果。

選擇不合適的切割方法（圖1）

使用精密切割機(jī)切割后（圖2）

 程序：將待檢查的表面涂層夾緊在夾具中，其中涂層本身位于頂部。這樣切割輪可以從上方穿透涂鍍層。該層或樣品在沒(méi)有任何碎裂的情況下被切割；可在顯微鏡下進(jìn)行評(píng)估并且沒(méi)有任何問(wèn)題。

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特殊類型的冷鑲嵌

雖然冷鑲嵌的影響因素較多，但下面這些實(shí)用技巧將會(huì)有效地幫助您制備出完 美的冷鑲樣品。

1、光固化冷鑲嵌。光固化鑲嵌樹(shù)脂也由丙烯酸樹(shù)脂組成。不同的是，它們只包含一種組分，并在紫外光下固化。這需要一個(gè)特殊的設(shè)備，透明的（!）鑲嵌模具放在其中。固化溫度大約為90°C，但可以通過(guò)合適的輻照類型降低。固化時(shí)間約為1至15分鐘，取決于輻照類型。使用這種方法，哪怕是熱敏材料也可進(jìn)行鑲嵌。這些單組分材料的一個(gè)主要缺點(diǎn)是相對(duì)較高的收縮率以及高材料去除率。其原因在于該材料不包含任何惰性填料，而是由100%的聚合物前體和引發(fā)劑組成。陰影區(qū)和縫隙的固化也不均勻。為能夠?qū)崿F(xiàn)完全固化，有時(shí)會(huì)添加熱固化劑成分，這樣下游非常有必要進(jìn)行回火步驟（例如60°C）。

2、真空浸漬。多孔材料（例如陶瓷、燒結(jié)材料或噴涂涂層）必須在真空下鑲嵌。只有這樣，鑲樣材料才能填入所有表面的孔隙。由于蒸汽壓力和粘度均足夠低，因此使用環(huán)氧樹(shù)脂的話是可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。不過(guò)真空必須限制在0.8巴以下的壓力，否則環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)的低沸點(diǎn)成分則會(huì)釋放氣體或開(kāi)始沸騰。該工藝可用于加固和保護(hù)敏感材料。不想要的制備效果，如破損、裂縫和過(guò)度的孔隙可以降至最 低限度。然而，這主要適用于開(kāi)孔材料；而對(duì)于較為密集的燒結(jié)陶瓷部件來(lái)說(shuō)，盡管其孔隙率比較明顯（例如5%），卻不能得到適當(dāng)浸漬。由于熱或壓力所造成的損壞不可預(yù)期，這是多孔材料的這一程序不可避免的另一原因。

3、超壓冷鑲嵌。只有在使用丙烯酸酯時(shí)，在壓力下進(jìn)行冷鑲樣才有意義。這需要一臺(tái)簡(jiǎn)單的壓力裝置/壓力鍋（連接的壓縮空氣為5-6巴）。使用未填充的甲基丙烯酸酯可以達(dá)到更好的透明度。施加2至2.5巴的超壓來(lái)增加鑲嵌化合物的沸點(diǎn)，并抑 制聚合過(guò)程中氣泡的形成。這使得如水晶般清晰的嵌入樣品成為可能。壓力并不能取代真空，原因在于不能將氣量完全從孔隙中排出。因此，開(kāi)孔仍有部分未被填充，進(jìn)而形成制備假象。

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Q  如何選擇合適的切割輪？

A  作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則，以下原理有助于選擇正確的材料: 

• 硬質(zhì)材料建議采用軟質(zhì)粘接的切割輪

• 中硬度材料建議采用中硬度粘接的切割

• 軟材料建議采用硬粘接切割輪

大多數(shù)制造商為其切割輪指定一個(gè)制造日期或最 佳使用日期。由于結(jié)合劑的環(huán)氧樹(shù)脂具有吸濕性，也就是說(shuō)，它們會(huì)吸收水分，因此必須遵守上述日期。結(jié)合劑中的水分在數(shù)月或數(shù)年后可能會(huì)導(dǎo)致切割輪脆化。在這種情況下，切割輪仍可使用，但其磨損會(huì)顯著增加，同時(shí)碎裂的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)大大增加。

對(duì)于延展性很高的材料, 如鈦或塑料，通常使用以碳化硅為磨料顆粒的切割輪（同樣為樹(shù)脂粘接）。金剛石切割輪適用于非常硬的材料（陶瓷、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、礦物、玻璃等）。共有兩種不同的粘接劑類型可供選擇：金屬粘接切割輪，其中金剛石通常嵌入青銅粘接劑當(dāng)中；或者那些合成樹(shù)脂粘接劑。后者特別適用于切割非常脆的材料。 

與鋸片相比，切割輪產(chǎn)生更為光滑和更少變形的表面以及進(jìn)出樣品位置的突變接觸，這大大減少了必須通過(guò)后續(xù)金相研磨去除的變形層的厚度。

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熱鑲嵌工藝要點(diǎn)及熱鑲嵌化合物選擇

當(dāng)談及選擇鑲樣方法時(shí)，反對(duì)熱鑲樣的頭條理由總是購(gòu)買熱鑲樣機(jī)時(shí)投資成本較高。然而，應(yīng)該記住的是如果每天要對(duì)較大數(shù)量的樣品進(jìn)行冷鑲樣，還必須投資一個(gè)通風(fēng)櫥。從耗材的成本來(lái)看，熱鑲樣顯然更有利。

熱鑲樣在所謂的熱鑲樣機(jī)中進(jìn)行，該過(guò)程通常在150°C至200°C的溫度下進(jìn)行。壓力取決于壓模直徑，不過(guò)大多數(shù)情況下是在100至300巴之間。在插入樣品后，加入鑲嵌化合物。隨后，利用熱量和壓力進(jìn)行鑲樣。鑲嵌化合物有兩種不同類型：

• 熱固性塑料，在溫度升高會(huì)發(fā)生交聯(lián)。

• 熱塑性塑料，在溫度升高時(shí)軟化或融化，僅在冷卻階段才會(huì)發(fā)生固化。
  

原則上，熱固化鑲嵌的樣品在較高的溫度下可以從鑲樣機(jī)中取出。然而，最 好是讓樣品在壓力下冷卻。這對(duì)鑲樣塊的收縮行為、平面平行度和圓度有積極的影響，同時(shí)可以使鑲樣材料和樣品之間保持良好的粘性。

常見(jiàn)熱鑲嵌化合物及其屬性

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濕式砂輪切割正確取樣來(lái)避免假象

用戶在濕式砂輪切割過(guò)程中必須避免的主要錯(cuò)誤是由于冷卻不足而產(chǎn)生的過(guò)多熱量。在這種情況下，產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致材料顯微結(jié)構(gòu)以不容許的方式發(fā)生不可預(yù)測(cè)的變化——它不再代表原始的材料組織結(jié)構(gòu)。

制備后通過(guò)表面硬化區(qū)域顯得更暗這一事實(shí)即可清楚識(shí)別出損傷的樣品。它是由于切割不當(dāng)而受到熱損傷的一種情形。正確樣品不受切割過(guò)程的影響。通過(guò)在兩個(gè)樣品滲碳區(qū)域進(jìn)行小載荷硬度測(cè)試來(lái)作出進(jìn)一步的比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)硬度有明顯差異。

不正確切割樣品的顯微組織

正確切割樣品的顯微組織

采用不正確方式切割：570 HV1

采用正確方式切割：740 HV1

這意味著未充分冷卻的樣品因摩擦熱而回火。顯微組織變?yōu)檩^少馬氏體的組織解釋了硬度值降低的原因。如果實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員沒(méi)有立即注意到有缺陷的樣品，情況則會(huì)惡化。切割后兩件樣品均嵌入不透明的熱鑲嵌化合物中，這樣從外面就看不到缺陷。因此很可能進(jìn)行不正確的評(píng)估。通過(guò)選擇正確的切割輪、正確設(shè)置冷卻劑流量和適合零件尺寸的切割進(jìn)給速率即可防止這些假象。

用于涂層所有的工業(yè)材料、金屬、玻璃、陶瓷

等離子聚合反應(yīng)

單體被導(dǎo)入等離子反應(yīng)腔。等離子使氣體原子化并使其沉積在工藝部件的表面。

應(yīng)用

．疏水層的沉積

．親水層的沉積

．保護(hù)或絕緣層的沉積

．防擴(kuò)散層

適用部件

．精密驅(qū)動(dòng)件

．洗碗機(jī)

．醫(yī)療器械

．車大燈反射鏡

．?dāng)z像頭

．以及其他部件

應(yīng)用領(lǐng)域

．生物芯片制造

．精密機(jī)械制造

．洗碗機(jī)制造

．醫(yī)療器械制造

．傳感器工程

．紡織業(yè)

．鐘表制造業(yè)

．以及其他應(yīng)用領(lǐng)域

在科技高速發(fā)展的時(shí)代，等離子清洗工藝的出現(xiàn)，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。在使用新科技設(shè)備時(shí)，小編發(fā)現(xiàn)有許多人都會(huì)有這樣的擔(dān)心：等離子清洗機(jī)是否會(huì)對(duì)人體的產(chǎn)生危害?今天金鉑利萊為大家詳細(xì)解答使用等離子機(jī)需要了解的相關(guān)知識(shí)。

首先由金鉑利萊小編為大家講解等離子清洗原理：

當(dāng)?shù)入x子清洗機(jī)艙體內(nèi)接近真空狀態(tài)時(shí)，開(kāi)啟射頻電源，這時(shí)氣體分子電離，產(chǎn)生等離子體，并且伴隨輝光放電現(xiàn)象，等離子體在電場(chǎng)下加速，從而在電場(chǎng)作用下高速運(yùn)動(dòng)，對(duì)物體表面發(fā)生物理碰撞，等離子的能量足以去除各種污染物，同時(shí)氧離子可以將有機(jī)污染物氧化為二氧化碳和水蒸氣排出艙體外。

當(dāng)你了解了等離子清洗機(jī)的工作原理，你是否也明白了，等離子清洗機(jī)是一種提高工作效率的同時(shí)也響應(yīng)了環(huán)保的號(hào)召。不過(guò)在等離子清洗機(jī)工作的時(shí)候，是會(huì)產(chǎn)生一定的輻射，不過(guò)這種輻射是非常小的，堪比電腦輻射，是不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生較大的危害。并且，金鉑利萊自主研發(fā)生產(chǎn)的等離子清洗機(jī)，可以搭配自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，不需要工人24小時(shí)站在機(jī)器旁邊，在處理完成后會(huì)自動(dòng)提醒，所以擔(dān)心等離子清洗機(jī)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害的朋友們，不需要有所顧慮了。

等離子清洗設(shè)備-金鉑利萊（等離子清洗機(jī)廠家）

深圳等離子清洗機(jī)廣泛應(yīng)用于電子光學(xué)、半導(dǎo)體、航天航空、汽車制造等行業(yè)應(yīng)用中。感興趣歡迎您前來(lái)咨詢，我們是一家2014年成立的老牌生產(chǎn)廠家，自主研發(fā)生產(chǎn)，廠家直銷，為客戶帶來(lái)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和優(yōu)惠的價(jià)格。

真空等離子清洗設(shè)備-金鉑利萊（等離子清洗機(jī)廠家）

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